Переработка серебро содержащий шлам

Переработка серебро содержащий шлам

Современные технологические схемы переработки медеэлектролитных шламов отличаются большим разнообразием. Однако все они включают следующие основные переделы:
 
1) обезмеживание шлама;
 
2) окисление халькогенидов термической обработкой;
 
3) получение товарных селена и теллура;
 
4) плавка обожженного шлама на золотой сплав.
 
Обезмеживание шлама проводят с целью возможно более глубокого удаления меди, так как она вызывает серьезные осложнения при последующей плавке шлама на серебрянозолотой сплав. Крупную фракцию шлама (скрап), по составу близкую к анодной меди, отделяют классификацией и возвращают в плавку на аноды. Дальнейшее обезмеживание проводят обычно выщелачиванием меди разбавленной 10—15 %-ной H2SO4. Растворение ведут при нагревании до 80—90 °С и интенсивной аэрации пульпы. При этом металлическая медь растворяется по реакции:
 
2Cu + 2H2SO4 + O2 = 2CuSO4 + 2Н2O.
 
В результате обезмеживания содержание меди в шламе снижается до 1—3 %.
Основным переделом в любой технологической схеме переработки шламов является операция окисления халькогенидов, осуществляемая одним из трех методов: а) окислительным обжигом; б) сульфатизирующим обжигом; в) спеканием с содой.
В соответствии с первым методом обезмеженный шлам подвергают окислительному обжигу при 700—780 °С. В процессе обжига селениды окисляются кислородом воздуха.
 
Ag2Se + O2 = 2Ag + SeO2; CuAgSe + O2  =  Ag + CuO + SeO2;
 
Cu2Se + 2O2 = 2CuO + SeO2.
 
Образующийся диоксид селена обладает высокой упру-гостью паров (100 кПа при 315 °С) и переходит в газовую фазу. Степень отгонки селена достигает 95—97 %.
В отличие от селенидов теллуриды  окисляются, в основном, с образованием термически стойких нелетучих теллуритов:
 
2Ag2Te + 3О2 = 2Ag2TeО3;
 
Cu2Te + 2О2 = CuTeО3 + СuО.
 
Поэтому основная масса теллура остается в огарке. Одновременно окисляются также сульфиды:
 
Cu2S + 2O2 = 2CuO + SO2; 2Cu2S + 5O2 = 2CuSO4 + 2CuO.
 
В отечественной практике окислительный обжиг проводят в печах шахтного типа, поэтому шлам перед обжигом предварительно гранулируют. Шахтная печь для обжига шлама в непрерывном режиме представляет собой вертикальную теплоизолированную металлическую трубу, в верхней части которой предусмотрена воронка для загрузки шлама, а в нижней — тарельчатый питатель для выгрузки обожженного продукта. Через фурменный пояс в печь с помощью вентилятора подается горячий воздух, нагреваемый в электрокалорифере. За счет подсоса  в нижнюю часть печи холодного воздуха происходит охлаждение разгружаемого продукта.
 
Протекающие при обжиге процессы экзотермичны, что может привести к чрезмерному перегреву гранул, их частичному оплавлению и соответствующему снижению степени отгонки селена. Во избежание этого в шихту грануляции вводят инертные компоненты (оборотный гидроксид алюминия, измельченный кварц), снижающие содержание селена, теллура и серы в шихте, а материал в печь загружают небольшими порциями, причем каждую последующую порцию загружают после того, как завершится окисление основной массы селенидов и теллуридов в предыдущей.
Обжиговые газы, содержащие SeО2, поступают в систему мокрой газоочистки, где происходит улавливание селена водой или щелочным раствором:
 
SeО2 + Н2О = H2SeО3;   
 
SeО2 + 2NaOH = Na2SeО3 + H2О.
 
Поглотительными аппаратами служат скрубберы, бар-ботеры, аппараты пенного типа и т. д. Доулавливание мельчайших частиц SeО2  осуществляется в мокрых электрофильтрах.
При улавливании селена водой полученный раствор подкисляют соляной кислотой и с помощью сернистого газа осаждают элементарный селен в виде аморфного красного порошка:
 
H2SeО3 + 2SО2 + Н2О = Se + 2H2SО4.
 
Для перевода селена в серую кристаллическую модификацию пульпу нагревают до 70—75 °С. Полученный технический селен содержит до 1—1,5 % примесей.
Восстановление Se (IV) до элементарного с помощью сернистого газа успешно идет лишь в кислой среде. Поэтому при улавливании селена щелочными растворами используют иной, так называемый селенидный метод осаждения селена. По этому методу вначале восстанавливают селенит-ионы до селенида. Восстановителем служит алюминиевый порошок:
 
2SeO²3 + 6Аl + 6OН = 3Se²⁻ + 6АlO2 + 3Н2O.
 
В результате снижения щелочности раствора происходит частичный гидролиз алюминат-ионов:      
 
АlO2 + 2Н2O = Аl(ОН)3 + ОН
 
Осадок гидроксида алюминия отфильтровывают и возвращают на обжиг, а селенидный раствор аэрируют для окисления ионов Se²⁻ до элементарного селена:
 
2Se²⁻ + O2 + 2Н2O = 2Se + 4OН.
 
При этом селен осаждается сразу в серой кристаллической модификация.
В процессе осаждения регенерируется щелочь, поэтому растворы могут быть направлены в оборот в систему мокрой газоочистки. При длительной циркуляции растворов в них накапливаются балластные  примеси,  главным г образом, сульфаты и арсениты. Для вывода этих примесей часть растворов направляют на упаривание и кристаллизацию накапливающихся солей. Чтобы замедлить накопление примесей, в шихту обжига иногда вводят известь, которая связывает серу и мышьяк в виде термически стойких сульфата и арсенита и тем самым препятствует их переходу в газовую фазу. Одновременно известь способствует металлизации серебра, что уменьшает потери этого металла при последующей плавке.
Достоинствами селенидного метода является получение селена сразу в серой модификации, более высокое качество селена (содержание примесей 0,5—1 %), использование сравнительно мало агрессивных щелочных растворов.
Обжигово-селенидная технология  благодаря своим преимуществам (высокая степень отгонки селена, селективность его извлечения, малое число переделов, высокое качество получаемого селена) получила широкое распространение на отечественных заводах.
 
Сульфатизирующий обжиг ведут в две стадии. Вначале   необезмеженный шлам смешивают с концентрированной
серной кислотой и нагревают до 150—300 °С в трубчатых вращающихся
печах или стальных футерованных кислотоупорным кирпичом котлах, снабженных лопастными мешалками и обогреваемых топочными газами. Будучи сильным окислителем, концентрированная серная кислота окисляет медь, серебро, селениды и теллуриды по реакциям:
 
Сu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2Н2O;
 
2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2H2O;
 
Ag2Se + 3H2SO4 = Ag2SO4 + SeSO3 + SO2 + 3H2O;
 
SeSO3 + H2SO4 = SeO2 + 2SO2 + H2O;
 
Ag2Te + 3H2SO4 = Ag2SO4 + TeSO3 + SO2 + 3H2O;
 
2TeSO3 + 3H2SO4 = 2TeO2 • SO3 + 4SO2 + 3H2O.
 
Сульфатизацию ведут при температуре ниже температуры сублимации диоксида селена (315 °С); поэтому он остается в просульфатизированном продукте.
Для отгонки диоксида селена полученный сульфатый продукт обжигают при 500—600 °С. Обжиг ведут в чугунных противнях, движущихся через конвейерную обжиговую печь, или в трубчатых вращающихся печах. Диоксид селена возгоняется, а теллур практически полностью остается в шламе.
Обжиговые газы поступают в систему мокрой газоочистки, где происходит улавливание SeO2 циркулирующими водными растворами с одновременным восстановлением селена до элементарного под действием присутствующего в обжиговых газах SO2:
 
SeO2 + 2SO2 + 2Н2O = Se + 2H2SO4.
 
Температуру орошающего раствора поддерживают достаточно высокой, чтобы выделяющийся в первый момент красный аморфный селен быстро переходил в серый кристаллический.
Огарок подвергают выщелачиванию 10—15 %-ным раствором H2SO4. При этом в раствор переходит медь, до 70 % Те и значительное количество серебра. Теллур и серебро цементируют металлической медью с получением теллур-серебряного концентрата:
 
2Н2ТеO3 + 4H2SO4 + 6Cu = Те + Cu2Te + 4CuSO4 + 6Н2O;
 
Ag2SO4 + Сu = 2Ag + CuSO4.
 
Выщелоченный огарок плавят на серебрянозолотой сплав.
Сульфатизирующий обжиг шламов получил широкое распространение за рубежом. Его основные достоинства — высокая степень отгонки селена (до 98 %) при малом объеме обжиговых газов, возможность совмещения процессов улавливания селена с восстановлением до элементарного, получаемого сразу в товарной форме. Вместе с тем применение этого метода связано с трудностями аппаратурного оформления процесса, особенно для крупномасштабного производства.
При переработке шлама по методу спекания  обезмеженный шлам смешивают с кальцинированной содой и обжигают при 500—» 700 °С в подовой или шахтной печи. В последнем случае шихту предварительно гранулируют. Окисление селенидов и теллуридов протекает с образованием производных как четырех, так и шестивалентных селена и теллура:
 
Ag2X + Na2CО3 + О2 = Na2XО3 + 2Ag + СО2;
 
2Ag2X + 2Na2CО3 + 3О2 = 2Na2XО4 + 4Ag + 2CО2.
 
При выщелачивании спека водой в раствор переходят водорастворимые селенит и селенат натрия. Теллур переходит в раствор лишь частично, так как из двух находящихся в спеке форм теллура водораствори-мым является лишь теллурит натрия. Полученный щелочной раствор нейтрализуют соляной кислотой для осаждения теллура в виде TeO2:
 
Na2TeO3+ 2HCl = 2NaCl + ТеO2 + Н2O.
 
Из всех методов термического окисления халькогенидов метод спекания наиболее прост, так как не связан с переводом селена в газовую фазу и его последующим улавливанием. Основные недостатки метода — сложность переработки растворов, обусловленная присутствием в них селена в двух формах —Se (IV) и Se (VI) и наибольшая по сравнению с другими методами длительность технологического цикла. Вследствие всех изложенных причин метод спекания применяют ограниченно.
В рассмотренных схемах переработки шламов основная масса теллура концентрируется в содовых шлаках, получаемых при плавке термически обработанных шламов на серебрянозолотой сплав. Помимо теллура шлаки содержат также некоторое количество селена.
Вы читаете, статья на тему Переработка серебро содержащий шлам

Добавить комментарий

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>